超导线缆制造技术

提供一种超导线缆，其通过简单的结构吸收常规传导导线随着被冷却而产生的常规传导导线的收缩量。该超导线缆具有超导层（超导导体层１２和超导屏蔽层１６）和至少设置在超导层的内侧或外侧中的至少一个处的常规传导层（常规传导导体层１１Ｃ和常规传导屏蔽层１７）。超导线缆在常规传导层的内侧具有应力缓和层，并且超导线缆使应力缓和层１１Ｂ吸收常规传导层随着被冷却剂冷却而产生的径向收缩量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超导线缆。具体地讲，本专利技术涉及这样一种超导线缆， 其能够吸收构造成超导线缆的常规传导层随着被冷却时而引起的收 縮。
技术介绍
作为超导线缆，已经提出了图4中说明的超导线缆。超导线缆100 配置成在热绝缘管20中容纳3个线缆芯10 (例如参见专利文献l)。线缆芯10自其中心开始依次包括线圈架(former) 11、超导导体 层12、绝缘层15、超导屏蔽层16和保护层18。通常地，线圈架11由 绞合线、管形构件等构造成。通过将超导导线在线圈架ll上螺旋缠绕 多层来构造成导体层12。典型地，使用带状的超导导线，其中包含氧 化物超导材料的多条细丝排列在银护套等的基体中。对于交流线缆， 导体层12中的外部超导导线减少增加的电流密度，即减少非均匀电流 分布的密度，并且因此减少交流损耗。因此，每一层可以使其超导导 线以不同的螺距缠绕。通过缠绕绝缘纸来构造成绝缘层15。与传导层 12相似地，通过将超导导线螺旋缠绕在绝缘层15上来构造成屏蔽层 16。另外，对于保护层18使用绝缘纸等。热绝缘管20是双层套管，其包括内管21和外管22，在它们之间 设置有热绝缘体(未示出)，并且该热绝缘管20内部被抽真空。在热 绝缘管20的外侧形成抗蚀层23。另外，使用线缆使得液氮等的冷却剂 引入并且通过在线圈架11中形成的空间(如果线圈架11是空心的) 或者在内管21和芯IO之间流通，并且绝缘层15被冷却剂浸泡。对于上述的超导线缆，必须保证一个故障电流分路以防止例如在 意外的短路等中故障电流流过超导导线并且导致温度过度增加而损坏 该线。因此，已经提出将常规传导材料与超导线缆的组成材料结合。 例如，专利文献2公开了在由超导导线形成的导体层的外侧提供常规 传导金属层用作故障电流分路。此外，专利文献3公开了使用由常规 传导材料形成的绝缘包覆线所形成的绞合线结构作为芯构件(或线圈 架)的材料以用作故障电流分路。专利文献l:日本专利公开号2001-202837 (图l) 专利文献2:日本专利公开号2000-67663 专利文献3:日本专利公开号2001-325838
技术实现思路
本专利技术解决的问题当上述线缆工作时，线缆使其的组成材料被冷却剂冷却到低温并 因此收縮，并且因此需要吸收这种收縮的结构。然而，还没有提出适 于吸收由常规传导材料构造成的构件，特别是由超导线缆的组成材料 构造成的构件的这种收縮的结构。对于具有三个线缆芯的结构，可以将芯绞合成缓和状态等等以吸 收线缆的组成材料的收縮。然而，在这种情况下，需要增加线缆的外 径以对应芯的缓和状态。相反地，单芯超导线缆不能采取对于三芯线 缆所实行的方法。当由于冷却线缆而引起的超导和常规传导导线的收 縮没有被充分吸收时，应力作用在该线上。这可能引起超导导线的退 化，或者由于线缆收縮，可能对位于线缆弯曲部分的一部分上的热绝 缘管施加侧压，导致热绝缘削弱。考虑到上述情况而作出本专利技术，且本专利技术的主要目的是提供通过 简单的结构能够最大程度地吸收由于冷却线缆而引起的超导线缆的组成材料的常规传导层的收縮量的超导线缆。此外，本专利技术的另一目的是提供通过简单的结构能够最大程度地 吸收由于冷却线缆而引起的超导线缆的组成材料的常规传导层的收縮 量以及另外吸收超导线缆的组成材料的超导层的收縮量的超导线缆。此外，本专利技术的又一目的是提供通过简单的结构能够最大程度地 吸收由于冷却线缆而引起的常规传导层的收縮量且还能够减少常规传 导材料的使用量的超导线缆。解决问题的方法根据本专利技术，提供超导线缆，所述超导线缆包括超导层和设置在 超导层的内侧和外侧中的至少一个处的常规传导层，超导线缆配置成 在常规传导层的内侧具有应力缓和层；以及使得应力缓和层吸收常规 传导层由于被冷却剂冷却而引起的常规传导层的径向收縮量的至少一 部分。在常规传导层的内侧提供的应力缓和层吸收与伴随着常规传导层 由于冷却而引起的收縮的常规传导层的径向收縮量相对应的一部分量 (即，常规传导层冷却时直径减少的量)。这可以减少常规传导层中 引起的拉力。此外，由于常规传导层径向收縮，所以在超导层也产生 径向收縮效应，并且尤其可以减少当以短螺距缠绕的超导导线由于冷 却而收縮时所产生的应力。下面将详细描述根据本专利技术的超导线缆的结构。根据本专利技术的超导线缆典型地由线缆芯和容纳线缆芯的热绝缘管 构造成。其中，线缆芯具有应力缓和层、常规传导层、超导导体层和 绝缘层作为基本结构。通常地，线缆芯还提供有作为构造成线缆的构 件的线圈架。在这种情况下，例如线圈架提供有应力缓和层和常规传 导导体层。应力缓和层是用于吸收常规传导层的热收縮的层。常规传导层指 的是由常规传导材料构造成的线缆的组成材料的层。典型地，其对应 于由常规传导材料形成的用于分流在短路中引起的故障电流的分路。 更具体地，包括使用常规传导材料构造成的线圈架的一部分。线圈架设置在超导导体层的内侧以维持超导导体层具有预定的几 何结构。对于该线缆，适于提供具有常规传导层和应力缓和层的线圈 架。例如，应力缓和层设置为靠近中心，并且常规传导导体层设置在 应力缓和层外部以使得常规传导导体层的径向收缩量由应力缓和层吸 收。常规传导层例如由常规传导导线形成。更具体地，常规传导导线 是铜线、铝线等等。铜线和铝线的电导率高，并因此适合作为过电流 分路。它们还是无磁性的并因此在减少交流损耗方面是优选的。常规 传导导线不限于具有特殊的横截面；它可以是圆形线或带状线。通常 地，将构造成线圈架的一部分的常规传导导体层缠绕在具有小直径的 构件上。因此，圆形线的常规传导导线更容易缠绕。然而应该注意到， 如果使用圆形线构造成常规传导导体层，那么为了平滑外部圆周表面， 优选地在常规传导导体层上提供带状缠绕层，仅在外部圆周表面附近 处及附近中使用径向较小的常规传导导线等。优选地，常规传导层配置成具有绞合线结构。例如，常规传导层 由在下述应力缓和层的外侧螺旋缠绕常规传导导线而构造成。螺旋缠 绕常规传导导线可以使得常规传导导线本身在被冷却时便于径向收 縮。此外，绞合线结构可以由一组的多个分段导体来构造成，其中的 每段导体由多个绞合在一起的绞合线来构造成。常规传导层优选地由常规传导导线构造成，使其绞合线绝缘。由 螺旋缠绕的绝缘绞合线形成的常规传导导线使得在这些常规传导导线之间的涡流通路被切断，从而使损耗更小。仅要求应力缓和层在通过冷却剂冷却线缆至低温时具有可以吸收 常规传导层的径向收縮的至少一部分的收縮量。仅要求应力缓和层具 有由材料形成的结构，并且具有厚度以获得这个预定的收缩量。应力缓和层可以适合由牛皮纸、塑料带以及牛皮纸和塑料带的复 合带中的至少一个的材料形成。具体地，可适合使用塑料带、聚烯烃、 聚丙烯。通常地，牛皮纸便宜，并且在被冷却时其收縮的量小，然而 可以预期它的纤维素纤维的缓冲效应。塑料带在被冷却时收缩的量大。 牛皮纸和聚丙烯的复合带昂贵。然而，如果使用很大厚度的聚丙烯， 可以保证大的收縮量，并且也可以预期构造成牛皮纸的纤维素纤维的 缓冲效应。由这些材料形成的应力缓和层可以在常规传导导线具有大 的径向收縮时防止常规传导导线承受过多的拉力。对于牛皮纸，绉牛 皮纸或湿度控制牛皮纸可以保证大的收縮量。另外，应力缓和层可以 由这些材料中的一个或组合物形成，以具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导线缆，包括超导层和设置在所述超导层的内侧和外侧中的至少一个处的常规传导层，所述超导线缆配置为：　在所述常规传导层的内侧具有应力缓和层；以及　使得所述应力缓和层吸收所述常规传导层随着被冷却剂冷却而引起的径向收缩量的至少一部 分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种超导线缆，包括超导层和设置在所述超导层的内侧和外侧中的至少一个处的常规传导层，所述超导线缆配置为在所述常规传导层的内侧具有应力缓和层；以及使得所述应力缓和层吸收所述常规传导层随着被冷却剂冷却而引起的径向收缩量的至少一部分。2. 根据权利要求l所述的超导线缆，其中 所述常规传导层由螺旋缠绕的常规传导导线构造成。3. 根据权利要求2所述的超导线缆，其中；以所述常规传导导线的缠绕直径的四至六倍的螺距缠绕所述常规 传导导线。4. 根据权利要求1至3中的任何一项所述的超导线缆，包括线圈 架、设置在所述线圈架外侧作为超导层的超导导体层以及设置在所述 超导导体层外侧的绝缘层，其中所述线圈架具有所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：广濑正幸，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]